NovoStimAct – Plant Biostimulant Activity of Novel Bacterial Biosurfactants

Sandra Bredenbruch (Koordinatorin), INRES - Molekulare Phytomedizin, Universität Bonn
Nina Stadler, Bioorganische Chemie, HHU Düsseldorf

Laufzeit: 01.05.-31.10. 2023

Die Etablierung einer nachhaltigen Landwirtschaft ist ein Prozess, der besondere Herausforderungen birgt. Maßnahmen müssen nicht nur wirksam, sondern auch umweltfreundlich sein. Biostimulantien sind ein effektives Hilfsmittel, da sie die Entwicklung von Pflanze und Erntegut auf natürliche Art begünstigen, indem sie Ernährungsprozesse und die Toleranz gegenüber abiotischen Stressoren stimulieren. Biotenside, oberflächenaktive Sekundärmetabolite natürlicher Herkunft, vereinen verschiedene vorteilhafte Eigenschaften für Pflanzen und gelten gemeinhin als umweltfreundlich, biologisch abbaubar und gering bis nicht toxisch.

In vorangegangenen Experimenten konnte für zwei bakterielle Isolate sowohl eine wachstumsfördernde Wirkung auf Pflanzen, sowie die Produktion oberflächenaktiver Substanzen beobachtet werden. In diesem Mini-Projekt werden diese Substanzen detaillierter analysiert. Die Analyse beinhaltet die Charakterisierung der molekularen Strukturen, sowie eine grundlegende Bewertung der Eignung als Biostimulants für eine nachhaltige Pflanzenproduktion.

Abbildung: Joana Pohlentz

ReCHARM - Recycling of Ustilago maydis Cell Debris into Biochar for Soil Amelioration

Katharina Miebach (Koordinatorin), AVT-Bioverfahrenstechnik, RWTH Aachen
Joana Pohlentz, Mikrobiologie, HHU Düsseldorf
Alexandra Brautlacht, Technologie der Energierohstoffe, RWTH Aachen

Laufzeit: 01.04.-30.09.2023

Der Pilz Ustilago maydis ist in den letzten Jahren aufgrund seiner vielfältigen biotechnologischen Anwendungsmöglichkeiten immer mehr in den Fokus der Forschung gerückt. Die natürliche und heterologe Produktpalette reicht von Plattformchemikalien wie Itakonat über mikrobielle Öle und Glykolipide bis hin zu hochwertigen pharmazeutischen Proteinen wie Sesquiterpenen. Ein Problem bei der Anwendung von U. maydis als Produktionsorganismus ist seine robuste Zellwand, welche die Extraktion intrazellulärer Produkte erschwert. Dieses Problem gehen wir an, indem wir zwei neuartige Routen des enzymatischen Zellaufschlusses als Alternative zum harten und mitunter toxischen chemischen Aufschluss untersuchen. Neben käuflichen Enzymmischungen wird die Möglichkeit der induzierbaren Sekretion von zelleigenen Enzymen untersucht. Auch bei erfolgreichem Zellaufschluss und Produktextraktion bleiben jedoch immer Zellreste und überschüssige Medienkomponenten ungenutzt zurück. Diesen Reststrom möchten wir in einem Kreislaufansatz recyceln, um die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit von U. maydis-Prozessen zu erhöhen. Dafür wird aus dem Reststrom durch Pyrolyse sogenannte Biokohle hergestellt, welche durch Verbesserung der Bodenqualität zur Förderung des Pflanzenwachstums eingesetzt werden kann.